陳闖　劉正偉　桂丹　王曉寧

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平日益提高。對于換熱站系統(tǒng)來說，是滿足供熱的必要設(shè)施。傳統(tǒng)的換熱站存在能耗大、污染嚴(yán)重等問題。從節(jié)能減排等角度考慮，有必要構(gòu)建節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)。本文重點探究了節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)的的構(gòu)建，以及為換熱站的優(yōu)化及完善提供有效建議。

關(guān)鍵詞：節(jié)能型；無人值守；換熱站；智能控制系統(tǒng)

在整個熱力網(wǎng)系統(tǒng)中，換熱站起到了至關(guān)重要的作用。結(jié)合城市熱力網(wǎng)工程中的換熱站工作現(xiàn)狀可知，存在能耗大以及污染等問題。這些問題的存在，不利于換熱站工作效能的提升[1]。因此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及工作的實際需求，有必要注重節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)的構(gòu)建，這便是本文重點論述的內(nèi)容。

1.節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)組成分析

對于節(jié)能型無人值守的汽-水換熱站的智能控制系統(tǒng)來說，首先具備若干個壓力測量儀表、溫度傳感器、流量計分別于換熱站一次網(wǎng)蒸汽入口管道、凝結(jié)水出口管道、二次網(wǎng)供回水出入口管道以及補(bǔ)水管道等部位安裝，主要負(fù)責(zé)的是現(xiàn)場壓力、溫度、流量、液位的信號的采集。其次，循環(huán)泵一共2臺（一用一備），補(bǔ)水泵一共2臺（一用一備）。整個控制系統(tǒng)，所使用的是具備PID指令，同時對多回路調(diào)節(jié)的Siemens系列支持的PLC。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來看，主要為：現(xiàn)場控制方式為：人機(jī)界面→PLC→變頻器[2]。遠(yuǎn)程控制方式為：上位機(jī)組態(tài)軟件→PLC→變頻器[2]

系統(tǒng)組成中的換熱器蒸汽入口溫度，是PID調(diào)節(jié)的主要參數(shù)基礎(chǔ)，而蒸汽入口流量主要由調(diào)節(jié)閥控制。基于系統(tǒng)保證二次網(wǎng)供水溫度，換熱器二次網(wǎng)供水溫度信號通過A/D轉(zhuǎn)換之后，和二次網(wǎng)供水溫度設(shè)定值相比，如果不相同，存在一定的偏差值經(jīng)PLC的PID指令進(jìn)行運算輸出，然后對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行控制，達(dá)到所需的預(yù)期值， 然后把符合要求的熱水通過循環(huán)泵向熱用戶輸送?；诒ＷC系統(tǒng)壓力，補(bǔ)水泵通過變頻調(diào)節(jié)恒定二次網(wǎng)回水壓力，設(shè)定合理補(bǔ)水的動/靜壓力值，對于整個系統(tǒng)至關(guān)重要。此外，基于換熱器凝水口位置對溫度信號進(jìn)行采集，以實際溫度為依據(jù)，對冷凝水實現(xiàn)二次利用，以此使節(jié)約用水的能力增強(qiáng)。

總之，從系統(tǒng)組成來看，供熱系統(tǒng)對計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行利用，進(jìn)而實現(xiàn)對熱力網(wǎng)運行情況的監(jiān)管，這樣不但控制了環(huán)境污染現(xiàn)象，還使得能源得到了合理的利用。從使用界面來看，具有人性化的特點，能夠?qū)⒄麄€換熱站的運行情況反映出來，大大降低了操作人員的工作負(fù)荷。

2.節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)功能分析

節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)的采集、參數(shù)的設(shè)定、保護(hù)及報警以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等。這些功能的實現(xiàn)內(nèi)容如下：

（1）數(shù)據(jù)采集功能。主要采集溫度、壓力以及流量等數(shù)據(jù)；與此同時，需采集調(diào)節(jié)閥開度以及泵的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)；此外，還需要了解變頻器的頻率以及實際工作狀態(tài)。

（2）參設(shè)設(shè)定功能。主要對二次供水溫度時序表進(jìn)行設(shè)定；同時，也包括設(shè)備輪換間隔時長、二次供回水溫差、補(bǔ)水壓力及報警值的設(shè)定。

（3）保護(hù)及報警功能。主要保護(hù)電機(jī)過流、過壓，保護(hù)超溫、超壓，保護(hù)二次欠壓，保護(hù)補(bǔ)充水箱液面偏低情況。此外，在異常時發(fā)出報警功能，使自動運行模式自動解除[3]。

（4）遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。利用標(biāo)準(zhǔn)化的通訊接口如以太網(wǎng)，將換熱站的各類參數(shù)向熱源廠中央控制室傳輸，然后由于運行工作人員以具體工況為依據(jù)，向換熱站發(fā)出控制指令，以此使換熱站實現(xiàn)無人值守。通常條件下，中央控制室上位機(jī)能夠?qū)?shù)十個換熱站進(jìn)行監(jiān)控。

3.節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)分析

在節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，需優(yōu)化調(diào)節(jié)閥控制，同時針對循環(huán)泵控制采取有效策略，此外在補(bǔ)水泵控制方面以及人機(jī)界面畫面設(shè)計方面也需加以優(yōu)化。在這樣的條件下節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)功能才能獲得有效實現(xiàn)。

（1）系統(tǒng)硬件功能實現(xiàn)。對于循環(huán)泵與補(bǔ)水泵來說，其轉(zhuǎn)速均經(jīng)PLC控制變頻器調(diào)節(jié)，同時循環(huán)泵和補(bǔ)水泵工作在變頻節(jié)能狀態(tài)，當(dāng)需要調(diào)速的情況下，及時有效的調(diào)節(jié)變頻器的運行頻率，然后經(jīng)熱用戶熱負(fù)荷的大小由變頻器自動實現(xiàn)變頻調(diào)速，最終實現(xiàn)節(jié)能。

（2）系統(tǒng)軟件功能實現(xiàn)。換熱站控制系統(tǒng)把溫度與壓力等信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，和設(shè)定值對比，根據(jù)對比結(jié)果自動調(diào)節(jié)，經(jīng)PLC驅(qū)動調(diào)節(jié)閥開度，或者對變頻器輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)[3]。對于PLC來說，基于A/D模塊對初始溫度以及壓力進(jìn)行讀取，然后把設(shè)定溫度以及壓力值進(jìn)行比較經(jīng)智能運算后寫入D/A模塊當(dāng)中，從而實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)，最終使換熱系統(tǒng)恒溫恒壓運行得到有效實現(xiàn)。

4.結(jié)論

綜上所述，構(gòu)建節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)，一方面需明確系統(tǒng)組成，另一方面需了解系統(tǒng)功能，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計調(diào)節(jié)閥控制、循環(huán)泵控制、補(bǔ)水泵控制以及人機(jī)界面畫面等。相信從以上方面加以完善，節(jié)能型無人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)的功能將能夠得到有效實現(xiàn)，進(jìn)一步為換熱站整體工作效能的提升奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭小榕.城市集中供熱無人值守?fù)Q熱站智能控制系統(tǒng)的研究與分析[J].中國市場，2015，30：105-106.

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[3]滕婉瑩.無人值守?fù)Q熱站自控系統(tǒng)在集中供熱工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2015，23：134-135.